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『干货』软件视角中的未来工业

来源:河南省工业和信息化委员会网  字号:  发布时间:Tue Aug 23 11:19:29 CST 2016

     “第二届互联网与工业融合创新峰会”于2016年7月28日在北京国宾酒店举办。工信部信息化和软件服务业司副司长安筱鹏发表了题为“软件视角中的未来工业”主题演讲,以下为发言实录。

 
    安筱鹏:各位代表下午好。13号国务院发布了关于深化制造业与互联网融合发展指导意见之后,工信部在这一段时间也在通过各种方式、各种途径在宣传贯彻落实这一房间,这周部里面专门在山东威海召开了行业工作会议。来宣传解读这个文件。上午怀部长和谢司长就28号文件主要的内容、框架,总体的思路做了一个介绍。今天下午呢,我就文件里面的某一些具体的内容再做一个解读,软件视角中的未来工业。我们提出要增强三个能力,其中一个就是要增强信息技术的支撑能力。在中国制造2025年中间专门提出了五个工程,其中一个是基础工程,基础材料、基础工艺、基础零部件,对于制造业与互联网融合,对于两化深度的融合,对于智能制造来说这些基础非常重要。但是也是远远不够的。我们要进一步增强在推动智能制造、互联网与制造业融合过程中的智能控制和感知。工业稳健、工业互联网以及工业云和大数据服务平台这四个新的基础。所以我们也把它概括为一硬、一软、一网、一平台。一硬就是自动控制与感知,一软就是工业核心软件,一网络就要是工业互联网一平台就是工业云。上午两位领导怀部长和谢司长都提到了,这个新四基既加强中国制造2025的需要也是实现工业4.0的客观要求。
 
    在新四基就提到强化融合发展基础支撑,叫做加快计算机辅助设计仿真,制造执行、产品全寿命蒸汽管理等工业软件产业化。强化软件支撑和定义制造业的基础性作用。今天我要给大家讲的就是怎么来理解这一句话,什么叫强化软件支撑和定义制造业的基础型作用,在制定这稳健的过程中关于这句话也有很多的讨论,也有很多的专家不同的理解。我们最后还是把这句话写上来,但是表述为强化软件支撑和定义制造业的基础性作用。
 
    什么叫软件支撑和定义基础性作用呢?在今年的德国展上,有两家企业展示了非常重要的作品,一个IBM展台上展示的是全球第三大农用机械制造厂商一个拖拉机叫约翰李尔(音)拖拉机,在微软的展台上莫尔斯(音)发动机,为什么这两家。IBM现在已经成为纯粹的软件企业,微软是一个软件企业。我们昨天还专门去微软做了一个调研,他们讲讲莫尔斯(音)合作中他们扮演了什么角色。这些生长拓展到了软件里面;因为微软围绕着工业领域已经开展了一系列的业务上的战略布局。
 
    我们也可以看到传统的制造企业,尤其是活跃在智能制造、工业4.0、工业互联网这个战线上那些传统企业,他们在转型的过程中都有一个共同特点,什么特点呢?把软件作为企业战略转型的一个抓手,一个重点。但是另一方面当我们讲到新一代信息通信技术,当我们讲到新一代信息通信技术与制造业融合的时候,我们往往好像忽视了软件的作用。我们经常会讲什么是新一代信息技术呢?移动互联网、大数据、云计算、物联网。当我们讲到这些概念的时候,好像里面隐隐约约有点软件的味道,但是没有把软件的作用突出出来,云计算那有一个PAAS、SAAS,但是我们看看西门子、在2007年之后,围绕着工业生产的质量管理、生产计划、制造执行仿真,开展了一系列的并购。在2014年做了一个重大的企业架构上的调整,把16个单元合并了9个,成立了数字化工厂集团,什么是数字化集团,其核心业务就是软件,及2012年在硅谷成立因软件的研发中心,提出了工业互联网。2014年发布了未来制造白皮书提出来每一个企业、工业企业必须是一个软件企业?这是131年前华尔街的摩根投资了爱迪生生产电灯泡的一家企业,137年以后是要成为一家软件企业。2015年它的软件开发人员已经1万5千名,准备2020年进入全球软件十强,它的软件收入超过了50亿美元,
 
    在所有的业务板块中间,增速最快,我们看到了这样一些反差,一方面那些国际的排头兵,领军企业在面对新一轮产业战略转型的时候,转型的核心是软件战略,但是我们在讲到新一代信息技术的时候,软件是走在了后面,我们看不到软件的身影。
 
    当然我们国内的一些制造企业,一些领军的企业围绕着制造业转型。也在加快软件的布局。在十多年前像保信、石化银科等等以这些企业为代表,他们也是制造企业的软件服务商,像这两年提供以软件维基础智能制造的解决方案。所以我们需要有一个新的视角来看待智能制造,看待制造业与互联网融合,看待两化深度融合,这个视角就是软件的视角,当然这个视角它是一个单一的视角不是一个整体,所以它不够系统。所以这个视角所看到软件的地位和作用是一个局部,不是全局,它也可能不够全面。这个视角看到的更多可能是制造业发展的未来而不是现在。因为软件在新一轮变革的作用,我们看到的仅仅是一个开始,仍然处于起步阶段。
 
    如何来理解强化软件支撑和定义制造业基础性作用呢?我觉得有五个方面。第一软件如何支撑和定义产品?第二软件如何支撑和定义企业的流程。第三软件如何支撑和定义制造的生产方式。第四软件如何支撑和定义企业的新型能力。第五软件如何支撑和定义产业的生态。
 
    软件定义和支撑产品,它既包括不断的丰富产品的功能,从上个世纪80年代开始,我们看到的计算机,计算机的功能是伴随着Wionds95、96到10等等。从2006年开始软件定义网络,软件定义储存,软件定义服务器、软件定义数据中心。从2007年诺基亚塞班操作系统到苹果IOS带来更革命性的变化。假设我们每一个人都是用着华为的P8手机,尽管我们买的手机都一样,但是我们手机里面装的软件都不一样,可能有一些不同的功能。手机的功能可能更多取决于手机里面装了多少个APP的功能。
 
    还有像特斯拉、像35战斗机这样的产品功能取决于软件的功能是不是足够的强大。它通过加载软件的模块,实现了连接、控制、数据的分析,以及功能的在线更新。当我们讲到万物互联的时候,我们是要在讲到产品功能结构的变化。什么是智能互联的产品,它的功能结构可以抽象为四个模块,它有一个动力的部件,有一个执行的部件,有一个智能的部件,处理器、传感器有一个软件。第四个是互联的部件有一个通信的模块。未来的产品伴随着智能化步伐的不断加快,也将带来软件在产品功能中的地位和作用不断的凸显这么一个过程。
 
    刚才我提到了传统的I5机床,对于制造新的装备软件的作用也进一步凸显出来。像2014年总书记去了沈阳机床,沈阳机床开发了一款产品叫I5机床。如果对这一款系统做了一个比喻相当于从诺基亚操作系统到苹果的IOS是一个面向互联网数控机床的操作系统。这样一个操作系统的变化也带来了行业的这种销售模式和使用方式的变化。
 
    过去我们很多的中小企业,我想建这工厂,我想用数控机床太贵我用不了。现在可以了。现在I5机床可以免费把机床放到你的车间里面。可以按照你加工的产品和数量,可以按照加工的时间来付费,一小时10块钱。中小企业是不是就可以快速的来享用和使用这样一些先进的智能装备。它的背后是因为这样的一个操作系统所带来的变化,当然对这个问题的深入研究,也来自于管理学的一个全球著名的学者波特,波特在2014年和2015年连续在哈佛评论上发表了关于物联网企业竞争战略这一篇文章,非常有影响力。他把智能产品、互联智能的功能分为监测、控制、优化和智能化这样一些基本的功能。中间也讲到了优化,怎么优化?主要是靠软件去优化。当时当我看到波特这两篇文章的时候我还非常纳闷,作为一个经济学家对技术研究这么透,背后是因为什么呢?前一段时间我们去一家企业调研,这家企业叫PTC当年也是做软件开发工具的。调研之后才知道,我们大教授迈克尔波特是PTC的董事。他和PTC的CEO贺普曼俩联合。他一直在行业一线做软件开发,对智能产品也是有研究。正是因为这个董事长和迈克尔波特进行了这个研究,但是研究从2010年开始的,研究了好几您,研究完之后就与这样的一个研究成果作为PTC战略转型,所以我们看到软件在功能
 
    上转型,软件带来的结果智能互联产品已经从传统的产品变成了具有两个平台作用的一个产品。什么平台呢?客户需求的感知平台和客户服务的推送平台,这是软件支撑定义的产品功能,当然软件也在支撑定义产品的结构,我们都知道CAD,这概念要重新定义,过去是辅助设计。现在已经到了自动设计。过去人是设计的主体,软件是一个工具,当然现在软件可以完成替代人的创造性的活动,你只需要把你的设计的约束条件要求计算机,告诉软件,那计算机就会设计出一个最优的成果,这样的技术在汽车、航空、3D打印领域已经开始广泛去普及。他们向设计、航空、飞机上的一些应用,这是计算机来设计,并不是人来设计,它的设计重量仍然减少了95%。
 
    同时让计算机来设计,当它可以采集到人的脚步在走路运动过程中的压力时候。受力的情况时候计算机可以自动设计,哪个地方应该加强,哪个地方材料可以少一些,进而降低和减少材料的应用这是第一个,软件支撑和定义产品。
 
    第二个软件支撑和定义企业的流程,当企业从传统的研发采购、制造销售,它是一种线形的方式。当企业用了协同研发的管理软件、管理体系之后。这种串形的有限互动低效率的研发正在演变正确一种一体化的新的研发组成模式。过去研发是一个部门的事情。现在通过协同后的软件可以把研发部门与生产部门包括财务部门、维修部门、销售部门的这些人员整合在一起。构建一个新的研发组织的这样一个体系。
 
    产品的可生产性、物流可采购性、客户需求的全面的理解,以及产品的可维护性等等。都成为产品开发的重要一个内容。所以软件企业研发过程中的应用它带来了企业研发组织流程的这个变化。同时软件也在定义企业网络化的生产流程的体系,过去十多年像飞机、汽车他们都购进协同化这样一个研发体系。当然从企业组织内部的结构来说。自主结构就正确企业未来发展的方向。我们在28号文件里面讲的一个重点,就是大企业的双创平台,这个双创平台既是一个技术的也是推动组织流程变革的平台,大平台小组织像华为、像长安汽车、韩都衣舍等等都在构建新型的研发组织体系和管理模式。
 
    第三个软件支撑和定义企业的生产方式。企业的生产方式在变革,这种变革的背后是软件在做支撑,基于CPS的制造,我们都说工业4.0也好,讲智能制造也好、CPS是基础,CPS是怎么样扮演的作用?它就是通过信息物理系统。提高生产过程的智能化的协作水平。传统的生产方式是研发设计,然后生产出食物样品进行测试进行验证、进行试错,然后再改进再去研发,再生产出新的样品。直到样品达到要求之后再去工厂生产。那你生产样品过程就需要耗费大量的时间,尤其是面对复杂样品的时候时间就更长,如果说极夜的研发设计,以及验证测试,如果能够在虚拟世界里面完成可以打大提高效率,所以基于CPS的生产方式研发设计虚拟的时间里面,在虚拟仿真、验证、测试再包括虚拟的生产,所有这些虚拟的流程做走了,再制造一个两九歌实物的样机就快速进入到实物生产,是基于软件实现产品工艺各方面的仿真,降低实验样品成本提高效率,正是这样一个的流程,将洛克希德马丁F35,从设计到飞行都是数字化,它的设计时间和成本减少了50%,分别为器件减少了50%。
 
    它的口号就是要提出重新发明制造业,目标是通过彻底改变和重塑装备的制造业。将武器装备的周期缩短到现在的五分之一,这个计划的核心思想就是我刚才讲的。基于模型进行研发制造。使得设计、仿真、试验、工艺制造等活动全部都在数字世界里面完成。待产品迭代成熟后再进入工厂,一次性制造完成,从而大幅度缩短研制周期和成本。像一些德国的企业在通过这样一些基于CPS汽车和制造业带来很多的严格。就像西门子一样构建三个数字双胞胎。产品的数字双胞胎生产工艺流程的数字双胞胎,以及设备的数字双胞胎,它实际上构建一个企业从研发设计生产一套体系。助力汽车打造产品全生命周期的数字双胞胎,打造一致的无缝的制造环节的数据集成。开发效率提升了30%,上市时间缩短了50%,产量提高了3倍。这是我们讲的基于CPS、基于模型的设计、制造生产。
 
    当然软件支撑和对应的生产方式也包括定制化的生产,去年6月15号克强总理去工信部视察,我们当时做了十块展板有三个讲了三家企业,第一家华华为、第二家是中石化、第三家服装定制化的青岛红领,青岛红领也是中信部开展智能示范的企业。前一段时间有一家企业的董事长跟我说,工信部说青岛红领是一家典型企业,智能制造很好,我们去参观我感觉非常失望。因为我看到青岛红领和富士康没有区别。为什么没有区别,你看到是一个劳动密集型工厂生产的场景,工人在手工操作缝制衣服,我没看到值得我们学习的地方。我就在思考为什么?为什么我们给总理还要讲青岛红领,为什么我把它作为智能制造的试点而我们这位企业家看到典型劳动密集型企业呢?后来我想想自动化有两种,一种是看不见的自动化,一排排的机器人,一排排的数控机床。忙碌而又序的小车穿梭在工厂之间。但是有一种是看不见这就是数据流动的自动化。我们看到车间有经营管理、产品设计、工艺设计、生产制造、过程控制、产品测试、产品维修。所有的环节各种各样的数据流动。但是数据能不能利用人去干预,不用你去开传真,不用开会,也不用光盘,也不用两个人扯着脖子看去交流。红领解决的问题,不是解决生产装备的如何自动化,而是在解决了服装定制化生
 
    产过程中的一些核心问题。什么问题呢就是以数据的自动流动,解决定制化生产所带来的生产和不确定性、多样性和复杂性。从这个角度来说。CPS的核心是软件,它是构建了一套数据自动流动的规则体系。软件是算法和代码化,算法是人类认识世界运行规律的一个思想的结晶,设计工具是一道算法,仿真模型是一个算法,排查计划是一种算法。阿尔法狗也是一种算法,所以算法最后变成代码那就是软件。
 
    所以从这个角度来说什么是智能制造,智能制造的本质就是一场如何利用新技术、更好的满足和服务客户需求的一场竞赛。它不在于你本身做了什么,在于你跟你的竞争对手比起来你比他多做了什么。不是我这信息化搞的挺好不重要,重要的是你要比你的竞争对手搞的更好,更能满足你的需求。
 
    其核心是如何以数据的自动流动,解决日益复杂的制造系统所带来的不确定性。软件如何来解决不确定性?如果我们开发了软件,我们都会知道,软件最常用的一个基本的逻辑就是IF THEN,IF就是不确定性,面临各种各样的条件、各种各样的问题。确定性就是THEN,怎么样把软件的不确定性变为确定性,那就是软件算法在里面发挥作用。这算法就是对事物规律本质的把握。
 
    第四个软件在支撑和定义企业新型能力。在推动两化管理体系的管理过程中,我们有一个主线就是构建企业新型,企业都有管控能力,规模和生产能力,渠道能力技术开发能力,成本控制能力,这些企业在一百年前都应该具备。在制造业与互联网融合的过程。在企业推动智能制造的过程中最终的目标是要构建新型能力,这种新型能力就是要从企业传统,仅仅是质量检验的能力,转变为全面质量管理能力,以及产业链的质量的管控能力。从传统的规模化生产能力,培育其个性化定制能力。从渠道建设能力构建起客户需求的实时感知、响应和服务能力。从成本控制能力到成本的精细化的管理能力。这个能力背后需要软件做支撑,尤其是面对复杂产品的时候,我们常说功欲善其实、必先利其器。你要开发一个产品这个功是什么。对播音787,他们说开发涉及8千多款软件,而其中买到一千多款,其中七千多款软件是波音自己开发,这7千多款软件是波音公司在工业设计技术领域的林一种载体,所以企业我们能够买到的这些软件,你的竞争对手也能够买到。企业需要在这基础上构建自己的新型能力。
 
    比如说仿真这能力。企业的产品在早期从概念设计到设计与工程测试,越向后产品的功能定义这基本越来越少。产品的功能主要取决于前端,但是产品的功能更改就越少,现在的产品仿真在研发设计生产过程中。主要在测试你验证,如果把仿真环节推移,就可以大大提高这个成本,所以从这个角度来说有两种不同的路径,一种叫买得来信息来,一种叫买不来的信息化。能买来设备不能买来工艺,能买来软件,但是买不到数据,能买来咨询,但是买不到核心竞争力。你能买来也是同行能买来,所以你买不来企业核心竞争力。
 
    所以我开玩笑跟他们说,2015网上有一个流行语主要看气质,你一个人能买来一件西服,但是你可能买不来气质。后来他们给我找了一个图,这个猿人要把身上的毛剃到,要到城市里面生活,你可以穿着西服,但是猿人进化到人是一个长期的过程。所以对企业来说大数据是资源,但是你需要你的能力。
 
    第四个软件支撑和定义企业的新型能力也包括智能服务的能力。这个智能能力我曾经问过一个公司,搞一个工业互联网是根据什么样的技术基础才形成这一套理念。后来他们说十多年前就开始这一方面的一些探索。在上个世纪90年代怎么CT机修好构建了一套软件系统叫GE Medical SYmal。
 
    最后一个是软件支撑和定义的产业生态,既包括基于网络的生态,对于我们IT来说不陌生,80年的Wintel就是,2007年苹果智能手机也是一个生态,2010年的智能电视、2012年的智能汽车,2013年的机器人。还有我刚才讲到的沈阳I5机床。这样的生态从传统的生态拓展到产品生态,能够形成比如说像I5机床,能够把一个开发区一个城市,包括这些数控机床能够整合成一种架构的单元,能够把机床的创、微客以及第三方资源以机床这样一个载体进行整合。当然也包括我们航天云网上午几位专家都提到借助于工业云的平台,构建一个企业协同的研发。过去我们讲阿里巴巴、京东交易的是一种产品。现在我们是要把企业的设计能力、研发能力、制造能力、物流能力作为一种能力放到网上去交易。基于这样一种能力构建一种新的产业生态。当然这也是全球主要的公司未来布局的一个方向,讲GE、讲SAP,讲设备的连接,讲基于大数据的分析这样一个平台,这个平台是构建未来产业生态的一个基础。
 
    当然对于软件的视角,我们只是从一个事情,它也仅仅是一个起步,未来我们会看到软件在新的产业变革的作用会更加凸显会更加土著。
 
    好,谢谢大家。
 
    (来源: CCTIME飞象网)
 

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